Predecir el riesgo para los astronautas

Científicos europeos han desarrollado el método más preciso hasta la fecha para predecir las dosis de radiación que los astronautas recibirán a bordo del módulo del laboratorio europeo, Columbus, unido a la ISS esta semana.

El nuevo paquete de software simula con precisión la física de las partículas de radiación que pasan a través de los muros de la nave y los cuerpos humanos. Tales técnicas serán esenciales para calcular las dosis de radiación recibidas por los astronautas en futuros viajes a la Luna y Marte.

Para predecir con precisión los riegos de radiación a los que se enfrentan los astronautas, los científicos e ingenieros deben superar tres problemas distintos: ¿Cuánta radiación impacta en el vehículo espacial? ¿Cuánta radiación se bloquea en los escudos disponibles? ¿Cuáles son los efectos de la radiación en los astronautas?

Este proyecto, patrocinado por el Programa de Estudios Generales de la ESA y el Panel Espacial Nacional Sueco, se concentra mayormente en la segunda pregunta. Se inició por parte de Christer Fuglesang del Cuerpo de Astronautas Europeos de la ESA.

Durante una estancia a bordo de la ISS en diciembre de 2006, experimentó de primera mano los efectos de la radiación espacial. “Ves destellos cuando cierras los ojos como resultado de las interacciones con tu visión”, dijo.

La frecuencia de estos destellos depende de dónde esté orbitando la ISS y el nivel de la actividad solar. Fue durante una tormenta solar cuando Fuglesang estuvo en el espacio. “Esa noche se nos dijo que durmiésemos en las secciones más protegidas de la estación”, dijo.

Las simulaciones de la ESA se conocen como Estimación de la Dosis por Simulación del Entorno de Radiación de la Estación Espacial Internacional (DESIRE). “El proyecto fue diseñado para proporcionar una capacidad europea de predicción precisa de las dosis de radiación a bordo de Columbus”, dijo Petteri Nieminen, Oficial Técnico de la ESA sobre el estudio.

El primer paso fue construir un programa que simulara con precisión la física de la radiación que pasa en una nave y más tarde por un cuerpo humano. Para hacer esto, Tore Ersmark del Instituto Real de Tecnología (KTH) en Estocolmo, Suecia, trabajó sobre varios paquetes de software existentes. Estos incluían el conjunto de herramientas software conocido como Geant4, el cual simula la propagación de las partículas de radiación. Geant4 ha sido usado con éxito en disciplinas como la física espacial, la física médica y la física de alta energía, y se desarrolló por una gran colaboración internacional que implicaba a la ESA, CERN, y muchas otras instituciones y universidades.

Uno de los aspectos más largos del trabajo fue que Ersmark tenía que construir un modelo de la propia Estación Espacial Internacional partiendo de cero. La configuración y orientación de la ISS con parámetros cruciales al definir la cantidad de materia que pasa a través de ella.

El módulo Columbus, lanzado al espacio por la Lanzadera Espcial de la NASA el 7 de febrero, es la contribución más sofisticada y ambiciosa al vuelo espacial humano que ha hecho Europa hasta el momento. Está equipado con monitores de radiación para comprobar las predicciones de DESIRE. “Estamos realmente contentos con los resultados de DESIRE y tenemos ganas de comprarlos con las medidas reales”, dice Petteri.

Dentro de Columbus, durante las épocas de calma solar, se espera que los niveles de radiación sean bajos. “Aunque son cientos de veces mayores que el nivel de radiación de fondo aquí en Suecia, aún así no es peligrosa”, dice Ersmark.

Más allá de Columbus, la herramienta DESIRE puede ser desarrollada en un paquete de software europeo que pueda usarse para predecir los riesgos de radiación para otras misiones de vuelo espacial, tanto cerca de la Tierra como más allá de la protección del campo magnético de nuestro planeta.

El entorno de radiación cerca de la Tierra consta de tres componentes principales: Partículas atrapadas en el campo magnético de la Tierra; partículas que llegan del espacio profundo conocidas como Rayos Cósmicos Galácticos (GCRs) y partículas expulsadas por el Sol durante las erupciones solares. Todos estos componentes varían con el tiempo, principalmente debido a la impredecible actividad solar, que influye sobre el campo magnético de la Tierra. Por el contrario, el campo de la tierra determina la extensión de las partículas atrapadas y cómo de bien se protege la Tierra de los GCRs que llegan.

Más allá del campo magnético de la Tierra, la nave y sus ocupantes estarán expuestos a toda la fuerza de los GCRs y las erupciones solares. Las misiones a la Luna y Marte se aventurarán en este entorno hostil de radiación impredecible durante periodos de meses o incluso años.

Durante las misiones Apolo de los años 60 y 70, los astronautas simplemente tuvieron suerte de no haber estado en el espacio durante una gran erupción solar que les habría inundado su nave de radiación letal. Esencialmente, tomaron riesgos y fueron adelante con ellos. Para el tipo de viajes de larga duración de lo que se habla hoy, se requiere un sistema más robusto de predicción de dosis de radiación.

“Las principales incertidumbres en estos cálculos son nuestro conocimiento del entorno de la radiación espacial más allá del campo magnético de la Tierra, y la respuesta biológica a esta radiación”, dice Ersmark.

Para proporcionar la información ambiental la ESA están lanzando monitores de radiación estándar en un número de naves, incluyendo Proba-1, Integral, Rosetta, GIOVE-B, Herschel y Planck. Conocido como el Monitos de Entorno de Radiación Estándar (SREM), mide las partículas de radiación de alta energía. Se desarrolló y fabricó por Oerlikon Space en cooperación con el Instituto Paul Scherrer, bajo un contrato de desarrollo de la ESA.

Desarrollar las estrategias apropiadas y contramedidas para tratar con la dañina radiación interplanetaria es esencial. Por el momento es uno de los retos más difíciles para nuestra exploración del Sistema Solar. Gracias a DESIRE, los europeos han dado un paso adelante de ser capaces de probar futuros diseños de vehículos espaciales a encontrar aquellos que ofrecen la mayor protección.


Fecha Original: 13 de febrero de 2008
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Comment (1)

  1. realmente sabemos que nuestra vision es limitada pero que sorpresa seria ver los colores reales

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